影像传感器主要有CCD和CMOS两大类型，目前，影像传感器的生产工艺主要掌握在索尼、飞利普、柯达、富士、三洋和夏普、松下、佳能等主要厂商手中。不过由于研制的厂商不同，它们的影像传感器又具备各自不同的技术特色。在像素竞争暂时告一段落的今天，以“价格更便宜、速度更快、像素更高”为重点的传感器开发大战将进一步展开，到底哪一种图像传感器能够笑到最后，赢得更大的市场，就让我们拭目以待。
当前的传感器技术发展现状
1、千万像素时代即将来临
一提到数码相机的发展，许多影友立刻就会首先想到像素的提高。确实数码相机的历次发展，每一次都是从像素的提高为标志的。目前无论是数码单反相机，还是民用数码相机都将全面迈入千万像素大关，而专业数码单反相机已经提前进入了千万像素时代。
2004年的PMA大会上800万像素消费级旗舰数码相机的大爆发，把我们从500万像素时代一下拉进了800万像素时代。之后，1/1.8英寸的600万像素和700万像素CCD影像传感器也纷纷面世，被普遍用在一些中端机型和时尚机型中。就在不久前，夏普公司宣布将在2005年初开始量产新型的1/1.8型八百万像素CCD。这款CCD像素数为850万（3382×2513像素），有效像素数为829万（3320×2496像素）。像素尺寸为2.2μm×2.2μm的正方形，彩色滤镜为R（红）、G（绿）、B（蓝）3色。除能拍摄静态图像，它还支持640×480像素进行30帧/秒的摄像功能。而Acme公司近日更是宣布，他们成功开发了一块1/1.8英寸型的CCD样品，这款CCD上集成的像素高达惊人的2000万！在如此小面积的CCD上集成这样夸张数量的象素，以目前的技术来说很难实现高良品率，不过随着技术的不断发展，没有什么是不可能的。按照现在消费级数码相机发展的趋势来看，进入千万像素时代不过是早晚的事儿了。
在数码单反相机中，像素也不断提高，2003年时，主流数码单反相机（例如佳能EOS 10D、EOS 300D、尼康D100、富士S2 Pro、宾得*ist D等）的像素还都在600万像素左右，高速连拍专业数码单反相机（例如佳能EOS 1D、尼康D1H）像素不过400万左右，顶级数码单反相机中DX画幅的尼康D1X的像素为586万，只有全画幅佳能EOS 1Ds的像素为1100万、柯达Pro 14N的像素为1400万。
到了2004年，佳能发布的高速连拍专业数码单反相机EOS 1D Mark II率先将原先EOS 1D的400万像素提升到了800万像素。下半年，佳能新发布的民用准专业数码单反相机EOS 20D也采用了800万像素的APS-C画幅COMS影像传感器，奥林巴斯的E-300廉价入门级数码单反相机也采用了800万像素的CCD，至于顶极的数码单反相机佳能EOS 1Ds Mark II更是将像素一举提升到1670万像素，尼康顶级数码单反相机虽然依旧是1.5×的DX画幅，像素也提升到了1200万像素。
2、CMOS将成为高端数码单反领域的主流传感器
CMOS(互补金属氧化物半导体集成电路影像传感器)是目前真正具备与CCD抗衡实力的另一大类型影像传感器，很有可能是将来影像传感器发展的一个重要方向。CMOS与CCD相比的最大特点表现在集成度高，可以制造出高像素大尺寸传感器，成本却上升不多，功耗小，耗电量只有普通CCD的1/3。2004年推出的顶级数码单反相机基本上都采用了CMOS传感器。佳能是CMOS技术的代表，它的数码单反相机目前全部采用了自己研发的CMOS传感器。另外柯达、索尼的CMOS技术也在2004年取得突破，柯达DCS PRO14N和尼康D2X分别采用了柯达、索尼的千万像素CMOS传感器。索尼已经投巨资建CMOS生产基地，肯定会有一番更大的作为。
业内人士都对尼康D2X使用的索尼CMOS传感器非常感兴趣，因为这是尼康首次在数码相机上采用CMOS感光元件。其实尼康D2X采用CMOS传感器已经明白地透露出高端数码单反相机未来的技术走势——CMOS传感器将成为主流。
二、当前具有代表性的传感器技术：
1、索尼四色CCD
作为全球数码影像产品中CCD传感器的重要供应厂家，索尼一直在高速刷新自己的CCD产品线和技术，四色滤光CCD就是索尼2003年7月推出的一项新技术。
索尼所推出的“四色CCD”标准在业内被称为RGBE，这里的E就是英文祖母绿单词Emerald的缩写(应该算是青绿色)。相对于从前的原色CCDRGB技术而言，全新的E被索尼认为是一种亮蓝色标准。按照索尼目前公布的资料来看，采用全新的RGBE技术设计的四色CCD，相对于早先的原色RGB技术设计的CCD而言，其色彩还原错误可以得到进一步降低，色彩表现将更趋于真实。配合索尼的真实图像处理器，可以将数码相机在色彩还原上的错误降低至少一半，数码相机在蓝、绿、红色方面的还原生成效果也同时得到加强。
目前四色CCD仅仅装备在DSC-F828数码相机中，索尼曾经声称它的数码相机将全部使用四色CCD，但是遗憾的是直至今天我们尚未见到第二款使用四色CCD的数码相机，不知道是技术上仍然存在瓶颈，还是索尼另有打算。
2、富士第四代Super（超级）CCD
在数码相机市场上，富士数码相机凭借Super（超级）CCD技术独树一帜，具有极高的性价比。Super CCD是富士特有的CCD技术，最早的成功产品出现在2000年。传统CCD的排列方式是将感光二极管采用正方形3×3方式排列，这样仅可以构成水平与垂直各三条的扫描线。而Super CCD是将常规的3×3的正方形矩阵，改良成为45度倾斜角的蜂巢式设计，这样可以将原先的水平与垂直扫描线各提升至5条，这就比传统CCD提高了约60％的分辨率，约等于传统CCD的1.6倍。传统正方形矩阵CCD是利用信号控制信道的方式来控制感光二极管，Super CCD将此通道一起移除，利用移除后的空间来增加感光二极管的感光面积，所扩充的面积约为传统感光二极管的两倍多。同时提高了光线敏感度，降低了噪声现象，使整体信噪比得到提升。另外，Super CCD能够有效地表现出更多灰阶的层次，在色彩浓度的表现方面也有所提升，带来了更为鲜艳的色彩。目前富士的Super CCD已经发展到了第四代，2004年富士在第四代超级CCD技术方面的一个特色就是Super CCD SR II的全面采用。
所谓SR，即Super Dynamic Range（超级动态范围）。SR的工作原理是将原先单一的感光点分为两部分，用两个独立的光敏二级管同时进行记录。一个主要的感光部分体积较大（即S-pixel），拥有超高的光敏感性和较窄的动态范围；而另一个较小的感光部分（即R-pixel）则和较大的感光部分相反，具有较低的光敏感性和较宽的动态输出范围，虽然它的面积比主要感光部分小很多，但是它的动态输出范围可以达到较大感光部分的四倍。Super CCD SR的大小两个感光元素叠加，各展所长得到比一个感光元素更好的画质。采用了SR技术之后，提供了比目前感光元件更高的感光动态范围。富士S3 Pro就采用了Super CCD SR II感光元件， S像素（即S-pixel）和R像素（即R-pixel）分别为617万。正常工作情况下，两者的数量比例是一比一，不过摄影师还可以根据拍摄的需要调整S象素和R象素的混合比例，得到不同动态输出范围的图片。
3、尼康LBCAST
D2H中配备了一种名为“LBCAST”的成像元件，这是尼康依靠自身技术独立研发的一种类似CMOS的具有自主知识产权的新型影像传感器。D2H是面向专业用户的高级相机D1H的后续机型，与使用传统CCD的D1H相比，D2H的耗电量大幅降低，按下快门时的反应速度非常快，快门时滞实现了创记录的37毫秒，连拍达到了8帧/秒。
LBCAST是尼康在CMOS传感器技术基础上开发而成的，在性能上有很大提高，最突出表现就是速度快，而且省电。LBCAST与CMOS、CCD之间在技术细节上是有所区别的。数码相机的CCD是靠其中的像素来获取光学信号的，并将光信号转换成电信号。在这一点上，LBCAST、CMOS、CCD三者完全相同，但在将电信号传输到图像处理系统时的信号放大方式则不尽相同。CCD只在信号的“出口”端线上配备了一个信号放大器。因此，必须将像素转换得来的电信号按顺序排列并发送到出口的放大器上。也就是说，每个像素转换的电信号在布线上如同接力棒一样被依次传送，因此如果数码相机的内部处理芯片性能不够强劲的话，数码相机的延迟现象就特别明显，这在早期的数码相机上表现特别突出，其中最遭非议的快门时滞现象就是这个原因造成的。但是它的好处是因此带来的暗电流相对少，对于抑制噪点相对有利。LBCAST、CMOS则采用了每个像素都附带一个放大器，分别放大电信号的方式，由于无须像CCD一样依次排列电信号，因此图像处理系统传送信号的速度大大加快，但是带来的缺点是互相干扰的暗电流较多，使图像噪点较多，需要相应的降噪技术来支持。CCD的像素是有规律排列的红、绿、蓝三种颜色。在CCD中，由于需要将这三种类型像素的电信号发送到1个功放中，因此信号的读取也必须是一个系统。在LBCAST、CMOS中，就可以利用多个系统来读取每种颜色，这种方式有助于提高数据的读取速度。
由于CMOS要对每个像素进行电信号的放大，因此就会出现前面提到的噪点问题，佳能采取的措施是通过集成电路噪音减少技术、电荷转移技术和集成电路程序的扩大增益减噪技术，降低噪点的产生。为解决这一问题，尼康则独辟蹊径从放大器着手研究，通过改进放大器来简化电路 ，尼康LBCAST是通过在每一个像素都具有的增幅器中，再装载一个JFET(Junction Field Effect Transistor,结合型电场效果晶体管)，变成了X-Y地址型影像传感器，每个像素独立传送信号，并且实现了可以通过X-Y地址进行双通道传送、读取，配合相应的处理器成倍地提高了数据的处理速度。尼康的LBCAST影像传感器具有高速、低功耗、暗部噪音低等特点，它的耗电量是CCD的1/ 6.5，噪音仅有CCD的1/20。不过目前尼康的LBCAST影像传感器像素数量仅有400万，迫切需要研发高像素的LBCAST传感器，而且现在LBCAST传感器也是仅仅使用在尼康的最新旗舰D2H上，何时能够走入低端机型也需要时间来考验。
4、FoveonX3
Foveon（弗文）是美国一家专门开发图像捕捉技术的公司，FoveonX3是该公司利用硅特有的颜色分离特性研制的独具特色的图像传感器技术。它使用了类似传统胶卷感光概念，当硅片暴露于光线中，蓝光在接近表层处被吸收，绿光在中间层被吸收，红光在硅片深层处被吸收，不同像素分别捕捉红、绿及蓝光等图像信息。图像传感器像素元件是被固定在硅中相应不同的深度，这样红、绿、蓝光都可以被每一层像素及时捕捉。Foveon x3传感器最大的特点是色彩真实，色彩深度要超过其他类型的图像传感器，基本可以达到反转片的色彩水平。适马SD10数码单反相机就采用了最新的Foveon x3技术。
不过到目前为止Foveon x3传感器仅仅用在了适马数码单反相机上，2004年ChinaPE展会期间，笔者曾经见到了采用Foveon x3技术的民用产品宝利来DX530原型机，只是一直未见到真正的产品。让我们期待Foveon x3在2005年有更大的发展。
5、佳能CMOS
佳能是CMOS技术的代表，它的集成电路杂音减少技术、电荷转移技术和集成电路程序的扩大增益技术在业内具备领先地位。佳能发布的数码单反EOS D30、EOS D60、EOS 10D、EOS300D、EOS350D、EOS20D、EOS1D MARKⅡ和EOS1Ds MARKⅡ都使用了CMOS传感器。目前佳能的CMOS传感器主要有全尺寸、1.3倍、1.6倍等三种规格，有630万像素、820万像素、1670万像素三种，分别装备在不同的机身上。
2003年9月佳能推出的EOS300D成为了世界上首款价格低于万元的数码单反相机，并以此拉开了数码单反相机低价普及的狂潮。EOS300D采取的低价策略表明，通过革新生产技术，提高成品率，佳能的CMOS传感器已经大幅度降低了生产成本，达成了量产规模，彻底摆脱了过去CCD成本居高不下的局面，CMOS传感器对于进一步降低数码单反相机价格意义重大。
目前CMOS传感器主要装备在数码单反相机上，尚未用于镜头一体型数码相机，主要原因是每个像素使用的元件较多、体积尚未缩小到能用于袖珍相机的地步。
